Лонжеронный фюзеляж

Продольный набор лонжеронного фюзеляжа (рис. 9.6) состоит из четырех мощных лонжеронов и относительно небольшого числа стрингеров, имеющих очень малую площадь поперечного сечения. К поперечному набору относятся шпангоуты. Каркас покрывается сравнительно тонкой жесткой обшивкой.

Основными силовыми элементами такого фюзеляжа являются четыре мощных лонжерона, которые практически воспринимают весь изгибающий момент. Слабый набор стрингеров служит главным образом для подкрепления обшивки. Относительно тонкая обшивка воспринимает крутящий момент и перерезывающую силу.

Рис. 9.6. Лонжеронный фюзеляж (поперечное сечение)

Рис. 9.7. Расчетная схема сечения лонжеронного фюзеляжа

При проектировочном расчете лонжеронного фюзеляжа делается допущение, что изгибающий момент воспринимается только лонжеронами. Тогда осевая сила в лонжероне может быть найдена по формуле

где Мв и мг – изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях в расчетном сечении;

h и b – расстояние между лонжеронами по высоте и ширине (рис. 9.7).

Затем по величине осевой силы определяется площадь поперечного сечения лонжерона

Для сжатого лонжерона s = sкр, а для растянутого s = sв.

Обшивка лонжеронного фюзеляжа воспринимает перерезывающую силу и крутящий момент. От крутящего момента в обшивке будет действовать погонная касательная сила

где Мкр – крутящий момент в рассматриваемом сечении; W – площадь, ограниченная наружным контуром сечения фюзеляжа.

В проектировочном расчете обычно считают, что вертикальная составляющая перерезывающей силы воспринимается боковыми панелями обшивки, а горизонтальная составляющая – верхней и нижней панелями обшивки. Следовательно, от перерезывающей силы в панелях обшивки будут действовать следующие погонные касательные силы:

в боковых панелях

в верхней и нижней панелях

где Qв и Qг вертикальная и горизонтальная перерезывающие силы в рассматриваемом
сечении.

Общая погонная касательная сила в каждой панели определяется алгебраическим суммированием q от перерезывающей силы и от кручения:

После подсчета qi находится толщина обшивки каждой панели di=qi/tразр. За разрушающее касательное напряжение в обшивке tразр принимается критическое касательное напряжение tкр, которое может быть подсчитано по формуле 5.21.